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JP5077614B2 - Power supply system and control method of power supply system - Google Patents
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Description

本発明は、燃料改質型の燃料電池を備えた電源システム及び電源システムの制御方法に関する。   The present invention relates to a power supply system including a fuel reforming fuel cell and a control method of the power supply system.

近年、環境問題やエネルギー問題への関心の高まりに伴い、次世代の主流となる発電システムとして、環境負荷が極めて小さく、かつエネルギー変換効率が極めて高い燃料電池を備える電源システムの実用化、及び普及に向けた研究開発が盛んに行われている。図7は、燃料改質型の燃料電池を備えた電源システムの一構成例を示すブロック図である。この図に示す燃料電池システムは、制御部100、燃料タンク101、蒸発器102、改質器103、CO除去器104、発電セル105、ポンプP1〜P3、流量計F1〜F5およびバルブV1〜V5を備える。   In recent years, with the growing interest in environmental and energy issues, the practical use and popularization of power supply systems equipped with fuel cells with extremely low environmental impact and extremely high energy conversion efficiency as the next-generation mainstream power generation system Research and development for the FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of a power supply system including a fuel reforming fuel cell. The fuel cell system shown in this figure includes a control unit 100, a fuel tank 101, an evaporator 102, a reformer 103, a CO remover 104, a power generation cell 105, pumps P1 to P3, flow meters F1 to F5, and valves V1 to V5. Is provided.

蒸発器102は、ポンプP1にて燃料タンク101から供給される発電用燃料(メタノール)を気化して改質器103に送出する。蒸発器102に注入される発電用燃料の流量は、バルブV1にて調節され、流量計F1で計測される。蒸発器102には、温度センサTSが設けられており、当該温度センサTSの温度計測値Tは制御部100に供給される。改質器103は、蒸発器102から供給される気化燃料から水素を含有する改質ガスを発生する。改質器103には、温度センサTSが設けられており、当該温度センサTSの温度計測値Tは制御部100に供給される。   The evaporator 102 vaporizes the power generation fuel (methanol) supplied from the fuel tank 101 by the pump P <b> 1 and sends it to the reformer 103. The flow rate of the power generation fuel injected into the evaporator 102 is adjusted by the valve V1 and measured by the flow meter F1. The evaporator 102 is provided with a temperature sensor TS, and the temperature measurement value T of the temperature sensor TS is supplied to the control unit 100. The reformer 103 generates a reformed gas containing hydrogen from the vaporized fuel supplied from the evaporator 102. The reformer 103 is provided with a temperature sensor TS, and the temperature measurement value T of the temperature sensor TS is supplied to the control unit 100.

CO除去器104は、空気ポンプP3で導入される空気と改質器107が発生する改質ガスとを混合し、選択酸化反応に基づき改質ガスから一酸化炭素COを除去して発電セル105に供給する。CO除去器104に通気される空気流量は、バルブV4にて調節され、流量計F4で計測される。CO除去器104には、温度センサTSが設けられており、当該温度センサTSの温度計測値Tは制御部100に供給される。   The CO remover 104 mixes the air introduced by the air pump P3 and the reformed gas generated by the reformer 107, removes carbon monoxide CO from the reformed gas based on the selective oxidation reaction, and generates the power generation cell 105. To supply. The flow rate of air that is ventilated to the CO remover 104 is adjusted by a valve V4 and measured by a flow meter F4. The CO remover 104 is provided with a temperature sensor TS, and the temperature measurement value T of the temperature sensor TS is supplied to the control unit 100.

発電セル105は、電解質膜MEAの一方の面に形成された燃料極と他方の面に形成された空気極とを備え、CO除去器104から燃料極に供給される改質ガスに含有される水素と、空気ポンプP3により空気極に導入される空気の酸素との電気化学反応にて電力を発生する。発電セル105の空気極側に導入される空気流量は、バルブV5にて調節され、流量計F5で計測される。   The power generation cell 105 includes a fuel electrode formed on one surface of the electrolyte membrane MEA and an air electrode formed on the other surface, and is contained in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the fuel electrode. Electric power is generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in the air introduced into the air electrode by the air pump P3. The flow rate of air introduced into the air electrode side of the power generation cell 105 is adjusted by the valve V5 and measured by the flow meter F5.

燃焼器106は、ポンプP2にて燃料タンク101から注入される燃料および発電セル105から排出されるオフガス(水素を含有する未反応の改質ガス)を、空気ポンプP3にて導入される空気と混合して触媒燃焼させ、その燃焼熱で改質ユニット各部(蒸発器102、改質器103およびCO除去器104)を所定温度に維持する。燃焼器106に導入される空気流量は、バルブV3にて調節され、流量計F3で計測される。   The combustor 106 is configured such that fuel injected from the fuel tank 101 by the pump P2 and off-gas (unreacted reformed gas containing hydrogen) discharged from the power generation cell 105 are introduced into the air introduced by the air pump P3. Mixing and catalytic combustion are performed, and each part of the reforming unit (evaporator 102, reformer 103, and CO remover 104) is maintained at a predetermined temperature by the combustion heat. The flow rate of air introduced into the combustor 106 is adjusted by the valve V3 and measured by the flow meter F3.

制御部100は、水素生成量や発電セル105の燃料極を劣化させる一酸化炭素の濃度を管理する為、上述した各部流量計F1〜F5の出力FOや、蒸発器102、改質器103およびCO除去器104の各温度計測値Tに基づき、改質器103への燃料供給量、改質ユニット各部の温度、さらには一酸化炭素を酸化反応で除去するCO除去器104に供給する酸化剤(空気)の供給量を制御する。また、熱源に触媒燃焼反応を利用している為、制御部100は燃焼器106に供給する燃料および酸化剤(空気)の供給量を制御して改質温度を維持するようになっている。なお、こうした燃料電池を備える電源システムについては、例えば特許文献1に開示されている。   The control unit 100 manages the hydrogen generation amount and the concentration of carbon monoxide that deteriorates the fuel electrode of the power generation cell 105, so that the output FO of the flow meters F1 to F5 described above, the evaporator 102, the reformer 103, and Based on each temperature measurement value T of the CO remover 104, the amount of fuel supplied to the reformer 103, the temperature of each part of the reforming unit, and the oxidant supplied to the CO remover 104 that removes carbon monoxide by an oxidation reaction Control the supply amount of (air). Further, since the catalytic combustion reaction is used as the heat source, the control unit 100 controls the supply amount of fuel and oxidant (air) supplied to the combustor 106 to maintain the reforming temperature. In addition, about the power supply system provided with such a fuel cell, it is disclosed by patent document 1, for example.

特開2004−31280号公報JP 200431280 A

改質型の燃料電池を備える電源システムにおいては、上述の図7に図示した電源システムのように、改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度を直接的に検知する構成を備えない場合がある。このような場合には、各部流量計F1〜F5の出力FOや、蒸発器102、改質器103およびCO除去器104の各温度計測値Tに基づいて、改質器103への燃料供給量、改質ユニット各部(蒸発器102、改質器103およびCO除去器104)の温度、さらには一酸化炭素を酸化反応で除去するCO除去器104に供給する酸化剤(空気)の供給量を厳密に監視制御するように構成されている。   A power supply system including a reforming fuel cell may not have a configuration for directly detecting the concentration of carbon monoxide contained in the reformed gas, unlike the power supply system illustrated in FIG. 7 described above. In such a case, the amount of fuel supplied to the reformer 103 based on the output FO of the flow meters F1 to F5 and the temperature measurement values T of the evaporator 102, the reformer 103, and the CO remover 104. , The temperature of each part of the reforming unit (evaporator 102, reformer 103, and CO remover 104), and the supply amount of oxidant (air) supplied to the CO remover 104 that removes carbon monoxide by an oxidation reaction. It is configured to strictly monitor and control.

ところが、何等かの要因で改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度が50ppm程度まで上昇し、そのような改質ガスが発電セル105に供給されてしまった場合には、発電セル105が被毒されてしまい、これにより発電性能の劣化を招く。発電セルが被毒した場合には、通常は発電セル105に空気を充填して酸化反応により発電セルから一酸化炭素を除去して性能を回復させる処理を行うことが必要になるが、この性能回復にはある程度の時間が必要になり、安定した発電動作が阻害される。   However, when the concentration of carbon monoxide contained in the reformed gas increases to about 50 ppm due to some factor and such reformed gas is supplied to the power generation cell 105, the power generation cell 105 is poisoned. As a result, the power generation performance is degraded. When the power generation cell is poisoned, it is usually necessary to perform a process for recovering the performance by filling the power generation cell 105 with air and removing carbon monoxide from the power generation cell by an oxidation reaction. A certain amount of time is required for recovery, and stable power generation operation is hindered.

つまり、以上の内容を換言すると、改質型の燃料電池を備える電源システムにおいて、改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度を直接的に検知しない構成の場合、発電セルの被毒を未然に防ぐことができないという問題がある。また、各部の流量や温度をモニタするセンサや、燃料/空気の供給量を制御する多くのバルブを必要とする為、システムの小型化や低コスト化を阻む要因になっているという問題もある。   In other words, in other words, in a power supply system equipped with a reforming type fuel cell, when the concentration of carbon monoxide contained in the reformed gas is not directly detected, poisoning of the power generation cell is prevented in advance. There is a problem that can not be. In addition, since a sensor for monitoring the flow rate and temperature of each part and a number of valves for controlling the supply amount of fuel / air are required, there is a problem that the system is prevented from being downsized and reduced in cost. .

そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、発電セルの被毒を抑制することができ、しかもシステムの小型化や低コスト化を図ることができる燃料電池を備える電源システムおよび該電源システムの制御方法を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and a power supply system including a fuel cell that can suppress poisoning of a power generation cell and can achieve downsizing and cost reduction of the system. An object of the present invention is to provide a method for controlling the power supply system.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、発電用燃料を改質反応にて改質して得た改質ガスから有害成分を除去して発電用ガスを発生する化学反応部と、前記発電用ガスが供給されて電力を発電する第1の発電手段と、前記化学反応部と前記第1の発電手段との間に設けられ、前記発電用ガスが供給されて電力を発電する第2の発電手段と、燃焼器と、前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路と、前記発電用ガスを前記燃焼器に迂回させる迂回路と、前記発電用ガス中の前記有害成分の濃度にしたがって前記第2の発電手段による発電電力が規定値から低下した場合、前記発電用ガスの供給を前記燃料供給路から前記迂回路へ切り替える制御手段とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a chemical reaction unit that generates a power generation gas by removing harmful components from a reformed gas obtained by reforming a power generation fuel by a reforming reaction . And a first power generation means for generating electric power by supplying the power generation gas; and a power generation apparatus that is provided between the chemical reaction unit and the first power generation means and that generates power by supplying the power generation gas. Second power generation means, a combustor, a fuel supply path for supplying the power generation gas to the first power generation means via the second power generation means, and bypassing the power generation gas to the combustor a bypass path for, when the electric power generated by the second power generating means according to the concentration of the harmful components of the power generation gas is lowered from the prescribed value, the supply of the pre-Symbol power generation gas from the fuel supply passage be characterized by including a toggle its control means to detour, the .

上記請求項1に従属する請求項に記載の発明では、前記有害成分は一酸化炭素であり、前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下を検知することにより、前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知することを特徴とする。 In the invention according to claim 2 subordinate to claim 1, the harmful component is carbon monoxide, and by detecting a decrease from a specified value of the power generated by the second power generation means, It is characterized by detecting an increase in the concentration of carbon monoxide in the gas.

上記請求項1又は2に従属する請求項に記載の発明では、前記第1の発電手段および第2の発電手段は、少なくとも、電解質膜の一方の面に形成された燃料極と他方の面に形成された空気極とを備え、前記燃料極に前記発電用ガスが供給されることを特徴とする。 In the invention according to claim 3 that depends on claim 1 or 2 , the first power generation means and the second power generation means include at least the fuel electrode formed on one surface of the electrolyte membrane and the other surface. The power generation gas is supplied to the fuel electrode.

上記請求項に従属する請求項に記載の発明では、前記第2の発電手段は前記第1の発電手段より小さい寸法に形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 that is dependent on claim 3 is characterized in that the second power generation means is formed in a size smaller than that of the first power generation means.

上記請求項3又は4に従属する請求項に記載の発明では、前記有害成分は一酸化炭素であり、前記第1の発電出力手段および第2の発電手段は、各々、前記電解質膜の一方の面に形成された第1の燃料極および第2の燃料極を備え、前記第2の燃料極は、前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度に対して、前記第1の燃料極より発電性能の低下が大きい触媒を備えることを特徴とする。 In the invention according to claim 5 subordinate to claim 3 or 4 , the harmful component is carbon monoxide, and each of the first power generation output means and the second power generation means is one of the electrolyte membranes. A first fuel electrode and a second fuel electrode formed on the surface, wherein the second fuel electrode generates power from the first fuel electrode with respect to the concentration of carbon monoxide in the power generation gas. It is characterized by comprising a catalyst having a large performance deterioration.

上記請求項に従属する請求項に記載の発明では、前記第2の燃料極は、Pt/C触媒を備えることを特徴とする。 In an invention according to claim 6 , which is dependent on claim 5 , the second fuel electrode includes a Pt / C catalyst.

上記請求項に従属する請求項に記載の発明では、前記第2の燃料極における触媒は、前記第1の燃料極における触媒に対しPt担持量が少ないことを特徴とする。 The invention according to claim 7 , which is dependent on claim 6 , is characterized in that the catalyst in the second fuel electrode has a smaller amount of Pt supported than the catalyst in the first fuel electrode.

上記請求項5乃至の何れか一項に従属する請求項8に記載の発明では、前記電源システムは、前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇によって前記第2の燃料極が被毒した場合に、前記第2の発電手段に空気を供給する空気供給手段を具備することを特徴とする。 In the invention according to claim 8 that depends on any one of claims 5 to 7, the power supply system is configured such that the second fuel electrode is poisoned by an increase in the concentration of carbon monoxide in the power generation gas. In this case, the apparatus includes an air supply means for supplying air to the second power generation means.

上記請求項1乃至8の何れか一項に従属する請求項に記載の発明では、前記制御手段は、前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路に設けられた第1の切替え弁と、前記第1の発電手段からのオフガスを排出する排出路に設けられた第2の切替え弁と、前記第1の切替え弁と前記第2の切替え弁の間に設けられた迂回路と、を備え、前記迂回路と前記排出路とは前記第2の切替え弁を介して接続され、前記燃焼器は前記排出路と接続されており、前記制御手段は、前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知されない場合には、前記第1の切替え弁を前記燃料供給路側に、前記第2の切替え弁を前記排出路側にそれぞれ経路設定し、一方、前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知された場合には、前記第1の切替え弁を前記迂回路側に経路設定して前記第1の発電手段への前記発電用ガスの供給を遮断することを特徴とする。 In the invention according to claim 9 , which is dependent on any one of claims 1 to 8, the control means supplies the power generation gas to the first power generation means via the second power generation means. A first switching valve provided in the fuel supply path, a second switching valve provided in the discharge path for discharging off-gas from the first power generation means, the first switching valve, and the second A detour path provided between the switching valves, the detour path and the discharge path are connected via the second switching valve, and the combustor is connected to the discharge path, In the case where a decrease from the specified value of the generated power by the second power generation means is not detected , the control means sets the first switching valve to the fuel supply path side and the second switching valve to the discharge path side. On the other hand, the generated power by the second power generation means If the drop from the specified value is detected, and characterized by interrupting the supply of the power generation gas to said first of said switching valve to route before Symbol bypass path side first power generation means To do.

上記請求項1乃至9の何れか一項に従属する請求項1に記載の発明では、前記電源システムは、前記第2の発電手段が複数並列に配置され、何れか一つの前記第2の発電手段に前記発電用ガスが供給され、当該第2の発電手段により前記発電用ガスに応じた発電電力の規定値からの低下が検知された場合、他の第2の発電手段に前記発電用ガスが供給されるように切り替える切替手段を具備することを特徴とする。 In the invention according to claim 1 0 subordinate to any one of the claims 1 to 9, wherein the power supply system, the second power generating means are arranged in parallel a plurality, one of the second When the power generation means is supplied with the power generation gas, and the second power generation means detects a decrease in the generated power from the specified value according to the power generation gas, the other power generation means uses the power generation gas for the power generation. It is characterized by comprising switching means for switching so that gas is supplied.

請求項1に記載の発明では、発電用燃料を改質して得た改質ガスから有害成分を除去して発電用ガスを発生する化学反応部と、前記発電用ガスにより電力を発電する第1の発電手段及び第2の発電手段とを有する電源システムの制御方法において、前記化学反応部と前記第1の発電手段との間に設けられた前記第2の発電手段に前記発電用ガスが供給されて、前記第2の発電手段が電力を発電するステップと、前記第2の発電手段に供給され発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて前記発電用ガス中の前記有害成分の濃度にしたがって前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路から、前記発電用ガスを燃焼器に迂回させる迂回路へ切り替えるステップと、を具備することを特徴とする。 In the invention according to claim 1 1, and the chemical reaction section which is removed to generate the power generation gas harmful components from the power generation fuel obtained by reforming reformed gas and generates electric power by the power generation gas a method of controlling a power supply system having a first power generation unit and the second power generation unit, wherein the power generation in the second generator means provided between said chemical reaction section the first power generating means gas is supplied, the steps of the second power generating means generates power, and sensing a change in the generated power in accordance with the power generation gas supplied to the second power generating means, the power generation gas If the drop from the specified value of the power generated by the second power generating means according to the concentration of the harmful components of the power generation gas in the step of detecting a change in the generated power in accordance with is detected, the first The power generation through the power generation means of 2 The use gas from a fuel supply path for supplying to the first power generation means, characterized by comprising the steps Ru switch, a to detour to bypass the power generation gas to the combustor.

上記請求項11に従属する請求項1に記載の発明では、前記有害成分は一酸化炭素であり、発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップは、前記発電電力の規定値からの低下を検知することにより前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知することを特徴とする。 In the invention according to claim 1 2 subordinate to the claims 1 1, wherein the harmful components is carbon monoxide, the step of detecting a change in the generated power in accordance with the power generation gas, the generated power of the prescribed value It is characterized in that an increase in the concentration of carbon monoxide in the power generation gas is detected by detecting a decrease in the power generation gas.

上記請求項11の何れか一項に従属する請求項13に記載の発明は、前記電源システムの制御方法は、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて前記発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記発電用ガス中の有害成分を低下させるように前記化学反応部における反応を制御するステップを具備することを特徴とする。 The invention according to claim 13, which is dependent on any one of claims 11, is characterized in that the control method of the power supply system is configured to detect the change of the generated power in the step of detecting a change in the generated power according to the power generation gas. And a step of controlling a reaction in the chemical reaction unit so as to reduce harmful components in the power generation gas when a decrease from a specified value is detected.

上記請求項10乃至14の何れか一項に従属する請求項14に記載の発明では、前記化学反応部における反応を制御するステップは、前記化学反応部の温度を制御するステップと、前記化学反応部に供給する前記発電用燃料の量および空気量を制御するステップとを具備することを特徴とする。 In the invention according to claim 14 subordinate to any one of claims 10 to 14, the step of controlling the reaction in the chemical reaction unit includes the step of controlling the temperature of the chemical reaction unit, and the chemical reaction unit. And a step of controlling the amount of power generation fuel and the amount of air supplied to the reaction section.

上記請求項1乃至14の何れか一項に従属する請求項15に記載の発明は、前記電源システムの制御方法は、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて前記発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記発電電力の変化を検知する能力を回復させるステップを具備することを特徴とする。 The invention of claim 15 when dependent on any one of the claims 1 1 to 14, the control method of the power supply system, the step of detecting a change in the generated power in accordance with the power generation gas And a step of recovering the ability to detect a change in the generated power when a decrease in the generated power from a specified value is detected.

請求項1に記載の発明では、発電用燃料を改質して得た改質ガスから有害成分を除去して発電用ガスを発生する化学反応部と、前記発電用ガスにより電力を発電する第1の発電手段及び第2の発電手段とを有する電源システムの制御方法において、
前記化学反応部と前記第1の発電手段との間に設けられた前記第2の発電手段に、前記発電用ガスが供給されて、前記第2の発電手段が電力を発電するステップと、
前記第2の発電手段に供給され発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、
前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて、前記発電用ガス中の前記有害成分の濃度にしたがって前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路から、前記発電用ガスを燃焼器に迂回させる迂回路へ切り替えるステップと、
前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて、前記発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記化学反応部の温度が適正であれば、当該化学反応部において前記有害成分の除去に用いる空気の供給量を増量するステップと、
前記化学反応部における空気の供給量を増量するステップにて、前記化学反応部に供給する空気量を増量させた後に、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、
前記化学反応部に供給する空気量を増量させた後に、発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて、前記発電電力の規定値からの低下を検知した場合、前記化学反応部における空気の供給量を増量するステップにおいて増量した空気の供給量を元に戻す一方、前記化学反応部に供給する前記発電用燃料の量を減量するステップと、
前記化学反応部に供給する前記発電用燃料の量を減量するステップにて前記化学反応部に供給する前記発電用燃料を減量させた後に、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、 を具備することを特徴とする。
In the invention according to claim 16 , a chemical reaction section that generates a power generation gas by removing harmful components from the reformed gas obtained by reforming the power generation fuel, and generates power using the power generation gas. In a control method of a power supply system having a first power generation means and a second power generation means,
Supplying the power generation gas to the second power generation means provided between the chemical reaction unit and the first power generation means, and the second power generation means generates electric power;
A step of detecting a change in the generated power in accordance with the power generation gas supplied to the second power generating means,
In the step of detecting the change in the generated power according to the power generation gas, a decrease from the specified value of the power generated by the second power generation means is detected according to the concentration of the harmful component in the power generation gas . If, from the fuel supply path for supplying to the first power generating means said power generation gas through the second power generation unit, the steps Ru switched to detour to bypass the power generation gas to the combustor,
In the step of detecting the change in generated power according to the power generation gas, if a decrease from the specified value of the generated power is detected, and if the temperature of the chemical reaction unit is appropriate, the chemical reaction unit Increasing the supply amount of air used to remove the harmful components in
In the step of increasing the supply amount of air in the chemical reaction section, after increasing the amount of air supplied to the chemical reaction section, detecting a change in generated power according to the power generation gas;
After increasing the amount of air supplied to the chemical reaction unit, in the step of detecting a change in the generated power according to the power generation gas, when detecting a decrease from the specified value of the generated power, the chemical reaction unit Returning the amount of air supplied in the step of increasing the amount of air in the step to reduce the amount of the fuel for power generation supplied to the chemical reaction section,
After the amount of the power generation fuel supplied to the chemical reaction unit is reduced in the step of reducing the amount of the power generation fuel supplied to the chemical reaction unit, a change in generated power corresponding to the power generation gas is detected. Steps, It is characterized by comprising.

上記請求項1に従属する請求項17に記載の発明は、前記有害成分は一酸化炭素であり、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップは、前記発電電力の規定値からの低下を検知することにより前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知することを特徴とする。 The invention according to claim 17, dependent on the claim 1 6, wherein the harmful components is carbon monoxide, the step of detecting a change of the origination Denden force corresponding to the power generation gas, the provisions of the generated power A rise in the carbon monoxide concentration in the power generation gas is detected by detecting a decrease from the value .

請求項1に記載の発明によれば、発電用燃料を改質反応改質して得た改質ガスから有害成分を除去して発電用ガスを発生する化学反応部と、該発電用ガスが供給されて電力発生する第1の発電手段と、発電用ガスが供給されて電力を発電する第2の発電手段を備え、第2の発電手段による発電電力の変化に基づいて第1の発電手段への発電用ガスの供給を制御するので、改質ガス中の有害成分を検知するセンサを備えることなく、第1の発電手段への発電用ガスの供給を制御して燃料電池(第1の発電手段)の被毒を抑制することができるとともに、システムの小型化や低コスト化を図ることができる。   According to the first aspect of the present invention, the chemical reaction section that removes harmful components from the reformed gas obtained by reforming and reforming the power generation fuel to generate the power generation gas, and the power generation gas A first power generation means for generating electric power by being supplied; and a second power generation means for generating electric power by being supplied with a power generation gas, and the first power generation means based on a change in power generated by the second power generation means. Since the supply of the power generation gas to the fuel cell is controlled by controlling the supply of the power generation gas to the first power generation means without providing a sensor for detecting harmful components in the reformed gas. The power generation means) can be prevented from being poisoned, and the system can be reduced in size and cost.

請求項12に記載の発明によれば、第2の発電手段が複数並列に配置され、何れか一つの第2の発電手段に発電用ガスが供給されて、当該第2の発電手段により発電用ガスに応じた発電電力の規定値からの低下が検知された場合、他の第2の発電手段に発電用ガスが供給されるように切り替えて、発電電力が低下した第2の発電手段を回復させながら、第1の発電手段による発電動作を維持することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, a plurality of second power generation means are arranged in parallel, and a power generation gas is supplied to any one of the second power generation means, and the second power generation means uses the second power generation means for power generation . If a decrease in the specified value of the generated power in accordance with the gas is detected, and switched to power generation gas to the other of the second power generating means is supplied, the second power generating means has generated power decreases While recovering, the power generation operation by the first power generation means can be maintained.

請求項1に記載の発明によれば、化学反応部から発電部に供給される発電用ガス中の有害成分の変化を発電用ガスに応じた発電電力の変化に基づいて検知し、有害成分の濃度の上昇が検知されると、発電手段への発電用ガスの供給を遮断する為、燃料電池(発電手段)の被毒を抑制することができる。
さらに、発電用ガス中の有害成分の濃度の上昇を検知した場合に、化学反応部の温度が適正であれば、当該化学反応部の一酸化炭素除去に用いる空気の供給量を増量する。そして、化学反応部に供給する空気量を増量させた後に、化学反応部から発電部に供給される発電用ガス中の有害成分の濃度の異常の有無を検知し、一酸化炭素濃度の異常を検知すると、増量した空気の供給量を元に戻す一方、化学反応部に供給する燃料の量を減量する。続いて、化学反応部に供給する燃料を減量させた後に、化学反応部から発電部に供給される発電用ガス中の有害成分の濃度の異常の有無を検知する。したがって、化学反応部への燃料供給量を計測する流量計や空気供給量を計測する流量計の一部を省略することが出来、これにより、システムの小型化や低コスト化を図ることができる。
According to the invention described in claim 16 , a change in harmful component in the power generation gas supplied from the chemical reaction unit to the power generation unit is detected based on a change in generated power corresponding to the power generation gas, When an increase in the concentration of water is detected, the supply of power generation gas to the power generation means is shut off, so that poisoning of the fuel cell (power generation means) can be suppressed.
Further, when an increase in the concentration of harmful components in the power generation gas is detected, if the temperature of the chemical reaction unit is appropriate, the supply amount of air used for removing carbon monoxide in the chemical reaction unit is increased. Then, after increasing the amount of air supplied to the chemical reaction section, the presence or absence of abnormal concentrations of harmful components in the power generation gas supplied from the chemical reaction section to the power generation section is detected, and abnormal carbon monoxide concentrations are detected. When detected, the supply amount of the increased air is restored, and the amount of fuel supplied to the chemical reaction unit is reduced. Subsequently, after reducing the amount of fuel supplied to the chemical reaction unit, the presence or absence of an abnormal concentration of harmful components in the power generation gas supplied from the chemical reaction unit to the power generation unit is detected. Therefore, it is possible to omit a part of the flow meter for measuring the fuel supply amount to the chemical reaction unit and the flow meter for measuring the air supply amount, thereby reducing the size and cost of the system. .

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
A.第1実施形態
(1)構成
図1は本発明に係る電源システムの第1実施形態の構成を示すブロック図である。図2は第1実施形態においてバイパス路側に経路設定した状態を示す図である。なお、図7に図示した従来例と共通する構成要素には同一の番号を付し、その説明については省略する。
図1に図示する電源システムが図7に図示した従来例と相違する点は、CO除去器104(化学反応部)と発電セル105(第1の発電手段)との間に、ダミー発電セル200(第2の発電手段)および切替えバルブ201(第1の切替え弁),202(第2の切替え弁)、切替えバルブ201,202の間に接続されたパイパス路(迂回路)300を設けると共に、空気ポンプP3から送出される空気をダミー発電セル200に導入するためのバルブV6、流量計F6を備える構成とし、さらにダミー発電セル200の出力電圧に応じて、制御部100(制御手段)が後述のシステム制御を実行することにある。以下、本実施形態の、図7に図示した従来例と相違する部分の構成について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
A. First Embodiment (1) Configuration FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a power supply system according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a state in which a route is set on the bypass road side in the first embodiment. In addition, the same number is attached | subjected to the same component as the prior art example shown in FIG. 7, and the description is abbreviate | omitted.
The power supply system shown in FIG. 1 is different from the conventional example shown in FIG. 7 in that a dummy power generation cell 200 is provided between a CO remover 104 (chemical reaction unit) and a power generation cell 105 (first power generation means). (Second power generation means), a switching valve 201 (first switching valve), 202 (second switching valve), a bypass path (detour) 300 connected between the switching valves 201, 202, and The configuration includes a valve V6 and a flow meter F6 for introducing air sent from the air pump P3 into the dummy power generation cell 200, and a control unit 100 (control means) is described later according to the output voltage of the dummy power generation cell 200. The system control is performed. Hereinafter, the configuration of the portion of the present embodiment that is different from the conventional example illustrated in FIG. 7 will be described.

ダミー発電セル200は、構造的には発電セル105と同様の構成を有し、電解質膜MEAの一方の面に形成された燃料極(アノード)と他方の面に形成された空気極(カソード)とを備え、CO除去器104から燃料極に供給される改質ガスに含有される水素と、空気ポンプP3からバルブV6および流量計F6を介して空気極に導入される空気の酸素との電気化学反応にて電力を発生する。
ここで、通常、発電セル105の燃料極には、比較的高い一酸化炭素(有害成分)の濃度(例えば20〜50ppm)でもある程度の発電性能を維持できる耐CO被毒性に富んだ触媒(例えばPt−Ru/C等)が用いられる。しかし、ダミー発電セル200の燃料極には、意図的に低い一酸化炭素濃度(例えば10ppm程度)でも発電性能の低下を招く触媒が用いられて、低性能の発電セルとされ、例えば耐CO被毒性に乏しいPt/C触媒、あるいはPt担持量を減らしてCO被毒性を低下させた触媒が用いられる。つまり、被毒しやすい低性能のダミー発電セル200を、一酸化炭素濃度を検知するセンサとして用い、これを発電セル105の前段に設けている。
The dummy power generation cell 200 has a structure similar to that of the power generation cell 105 in structure, and a fuel electrode (anode) formed on one surface of the electrolyte membrane MEA and an air electrode (cathode) formed on the other surface. Between the hydrogen contained in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the fuel electrode and the oxygen of the air introduced from the air pump P3 into the air electrode via the valve V6 and the flow meter F6. Electricity is generated by chemical reaction.
Here, normally, the fuel electrode of the power generation cell 105 has a CO poisoning-resistant catalyst (for example, capable of maintaining a certain level of power generation performance even at a relatively high concentration of carbon monoxide (hazardous component) (for example, 20 to 50 ppm)) Pt-Ru / C or the like) is used. However, the fuel electrode of the dummy power generation cell 200 is intentionally used as a low-performance power generation cell by using a catalyst that causes a decrease in power generation performance even at a low carbon monoxide concentration (for example, about 10 ppm). A Pt / C catalyst with poor toxicity, or a catalyst with reduced CO poisoning by reducing the amount of Pt supported is used. That is, the low-performance dummy power generation cell 200 that is easily poisoned is used as a sensor for detecting the carbon monoxide concentration, and is provided in the front stage of the power generation cell 105.

ダミー発電セル200の出力電圧は、一酸化炭素濃度を検知するセンサ信号として制御部100に供給される。制御部100は、ダミー発電セル200の出力電圧に基づきCO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇の有無を判断する。切替えバルブ201は、ダミー発電セル200から排出される改質ガス(オフガス)を発電セル105に供給する燃料供給路に設けられる。切替えバルブ202は、発電セル105から排出されるオフガスを燃焼器106に供給する排出路に設けられる。また、切替えバルブ201および切替えバルブ202はバイパス路300で接続される。   The output voltage of the dummy power generation cell 200 is supplied to the control unit 100 as a sensor signal for detecting the carbon monoxide concentration. The control unit 100 determines whether or not the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the dummy power generation cell 200 is increased based on the output voltage of the dummy power generation cell 200. The switching valve 201 is provided in a fuel supply path that supplies reformed gas (off gas) discharged from the dummy power generation cell 200 to the power generation cell 105. The switching valve 202 is provided in a discharge path for supplying off-gas discharged from the power generation cell 105 to the combustor 106. The switching valve 201 and the switching valve 202 are connected by a bypass passage 300.

切替えバルブ201は、制御部100が発生するバルブ駆動信号VDに応じて、燃料供給路側またはバイパス路300側のいずれかに経路切り替えされる。一方、切替えバルブ202は、制御部100が発生するバルブ駆動信号VDに応じて、排出路側またはバイパス路300側のいずれかに経路切り替えされる。   The switching valve 201 is switched to either the fuel supply path side or the bypass path 300 side according to the valve drive signal VD generated by the control unit 100. On the other hand, the switching valve 202 is switched to either the discharge path side or the bypass path 300 side according to the valve drive signal VD generated by the control unit 100.

すなわち、制御部100は、CO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度が規定値以下で上昇せず、ダミー発電セル200の出力電圧が低下しない正常動作中においては、図1に図示する通り、切替えバルブ201を燃料供給路側に、切替えバルブ202を排出路側にそれぞれ経路設定する。一方、改質ガス中の一酸化炭素濃度が規定値より上昇してダミー発電セル200の出力電圧が低下する異常動作時においては、図2に図示する通り、切替えバルブ201および切替えバルブ202の双方をそれぞれバイパス路300側にそれぞれ経路設定して、発電セル105への改質ガス供給を遮断する。これにより、発電セル105の被毒を抑制するようになっている。   That is, the control unit 100 operates normally so that the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the dummy power generation cell 200 does not increase below a specified value and the output voltage of the dummy power generation cell 200 does not decrease. In the middle, as shown in FIG. 1, the switching valve 201 is set on the fuel supply path side, and the switching valve 202 is set on the discharge path side. On the other hand, during an abnormal operation in which the carbon monoxide concentration in the reformed gas rises above the specified value and the output voltage of the dummy power generation cell 200 decreases, both the switching valve 201 and the switching valve 202 are shown in FIG. Are respectively set on the bypass path 300 side, and the reformed gas supply to the power generation cell 105 is shut off. Thereby, poisoning of the power generation cell 105 is suppressed.

また、CO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度が上昇し、これにて当該ダミー発電セル200が被毒して出力電圧が低下した場合、制御部100は上述したように、その改質ガスが発電セル105に供給されないように迂回して燃焼器106に供給すると同時に、被毒したダミー発電セル200の発電性能を復旧させるべく、バルブV6を開放してダミー発電セル200に空気を供給して酸化反応を促進させる。   In addition, when the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the dummy power generation cell 200 is increased, the dummy power generation cell 200 is poisoned and the output voltage is decreased. As described above, 100 is detoured so that the reformed gas is not supplied to the power generation cell 105 and supplied to the combustor 106. At the same time, the valve V6 is opened to restore the power generation performance of the poisoned dummy power generation cell 200. Then, air is supplied to the dummy power generation cell 200 to promote the oxidation reaction.

(2)動作
次に、上記構成による電源システムにおける制御部100の動作を、図3を参照して説明する。図3は制御部100が実行するシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。
まず、システムが起動されと、制御部100は、図3に示すステップSA1に処理を進め、ダミー発電セル200の出力電圧をモニターし、このダミー発電セル200の出力電圧に基づき、CO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇の有無を判断する。
(2) Operation Next, the operation of the control unit 100 in the power supply system having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the system control process executed by the control unit 100.
First, when the system is activated, the control unit 100 proceeds to step SA1 shown in FIG. 3 to monitor the output voltage of the dummy power generation cell 200, and based on the output voltage of the dummy power generation cell 200, the CO remover 104. To determine whether or not the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied to the dummy power generation cell 200 has increased.

ここで、ダミー発電セル200の出力電圧が所定の規定値から低下せず、改質ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知しなければ(正常動作時)、上記ステップSA1の判断結果は「NO」となり、ステップSA2に進み、図1に図示したように、切替えバルブ201を燃料供給路側に、切替えバルブ202を排出路側にそれぞれ経路設定して上記ステップSA1に処理を戻す。   Here, if the output voltage of the dummy power generation cell 200 does not decrease from the predetermined specified value and no increase in the carbon monoxide concentration in the reformed gas is detected (during normal operation), the determination result in step SA1 is “ The process proceeds to step SA2, and as shown in FIG. 1, the switching valve 201 is set on the fuel supply path side and the switching valve 202 is set on the discharge path side, and the process returns to step SA1.

一方、ダミー発電セル200の出力電圧が所定の規定値から低下して改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇を検知すると(異常動作時)、上記ステップSA1の判断結果は「YES」になり、ステップSA3に進む。ステップSA3では、図2に図示したように、切替えバルブ201および切替えバルブ202の双方をバイパス路300側にそれぞれ経路設定して、発電セル105への改質ガス供給を遮断する。これにより、発電セル105の発電セルの被毒を抑制することができる。   On the other hand, when the output voltage of the dummy power generation cell 200 decreases from the predetermined specified value and an increase in the concentration of carbon monoxide in the reformed gas is detected (during abnormal operation), the determination result in step SA1 is “YES”. Proceed to step SA3. In step SA3, as shown in FIG. 2, both the switching valve 201 and the switching valve 202 are set on the bypass path 300 side, and the reformed gas supply to the power generation cell 105 is shut off. Thereby, poisoning of the power generation cell of the power generation cell 105 can be suppressed.

次いで、異常動作時において、一酸化炭素濃度を下げて正常値に戻す処理を行う。すなわち、ステップSA4では、改質ユニット各部(蒸発器102、改質器103およびCO除去器104)の温度が正常範囲に収まっているか否かを判断する。蒸発器102、改質器103およびCO除去器104の温度の内、いずれかが正常範囲を逸脱している場合には、判断結果が「NO」となり、ステップSA5に進む。ステップSA5では、燃焼器106に供給する燃料および空気の量を調節する。
すなわち、改質ユニット各部のいずれかの温度が正常範囲以上となっていた場合には燃焼器106に供給する燃料および空気を減少又はカットするようにバルブV2及びバルブV3を調整し、一方、正常範囲以下の場合には燃焼器106に供給する燃料および空気を増量させるようにバルブV2及びバルブV3を調整する。そして、この後、上述のステップSA1に処理を戻す。
Next, during abnormal operation, a process is performed in which the carbon monoxide concentration is lowered and returned to a normal value. That is, in step SA4, it is determined whether or not the temperature of each part of the reforming unit (evaporator 102, reformer 103, and CO remover 104) is within a normal range. If any of the temperatures of the evaporator 102, the reformer 103, and the CO remover 104 is out of the normal range, the determination result is “NO”, and the process proceeds to Step SA5. In step SA5, the amount of fuel and air supplied to the combustor 106 is adjusted.
That is, when the temperature of any part of the reforming unit is above the normal range, the valve V2 and the valve V3 are adjusted so as to reduce or cut the fuel and air supplied to the combustor 106. When the value is below the range, the valve V2 and the valve V3 are adjusted so that the amount of fuel and air supplied to the combustor 106 is increased. Thereafter, the process returns to step SA1.

これに対し、改質ユニット各部(蒸発器102、改質器103およびCO除去器104)の温度が正常範囲に収まっていれば、上記ステップSA4の判断結果は「YES」になり、ステップSA6に進む。ステップSA6では、CO除去器104に供給される空気量が正常であるか否かを判断する。CO除去器104に供給される空気量が正常でなければ、判断結果は「NO」になり、ステップSA7に進み、CO除去器104に供給する空気量が適正となるようにバルブV4を調整した後、前述のステップSA1に処理を戻す。一方、CO除去器104に供給される空気量が正常であると、判断結果が「YES」になり、ステップSA8に進む。   On the other hand, if the temperature of each part of the reforming unit (evaporator 102, reformer 103, and CO remover 104) is within the normal range, the determination result of step SA4 is “YES”, and step SA6 is reached. move on. In step SA6, it is determined whether or not the amount of air supplied to the CO remover 104 is normal. If the amount of air supplied to the CO remover 104 is not normal, the determination result is “NO”, the process proceeds to step SA7, and the valve V4 is adjusted so that the amount of air supplied to the CO remover 104 is appropriate. Thereafter, the process returns to step SA1. On the other hand, if the amount of air supplied to the CO remover 104 is normal, the determination result is “YES”, and the flow proceeds to step SA8.

ステップSA8では、蒸発器102に供給される燃料流量が正常であるか否かを判断する。蒸発器102に供給される燃料流量が正常でなければ、判断結果は「NO」になり、ステップSA9に進み、蒸発器102に供給する燃料流量が適正となるようにバルブV1を調整した後、前述のステップSA1に処理を戻す。
一方、蒸発器102に供給する燃料流量が正常であれば、判断結果が「YES」となり、ステップSA10に進む。ステップSA10では、各部の温度や空気供給量、燃料供給量に異常が無いにも関わらずCO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度が上昇したことから、電源システムの何れかの部分の故障あるいはシステムエラーと見做して、システム全体を停止させるシステムシャットダウンを行うと同時にアラームを発生して本処理を終える。
In step SA8, it is determined whether or not the fuel flow rate supplied to the evaporator 102 is normal. If the fuel flow rate supplied to the evaporator 102 is not normal, the determination result is “NO”, the process proceeds to step SA9, and after adjusting the valve V1 so that the fuel flow rate supplied to the evaporator 102 is appropriate, The process returns to step SA1.
On the other hand, if the fuel flow rate supplied to the evaporator 102 is normal, the determination result is “YES”, and the flow proceeds to step SA10. In step SA10, the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the dummy power generation cell 200 has increased despite the fact that there is no abnormality in the temperature, air supply amount, and fuel supply amount of each part. In view of a failure or system error in any part of the power system, the system is shut down to stop the entire system, and at the same time, an alarm is generated and the process is terminated.

このように、第1実施形態では、CO除去器104と発電セル105との間に、被毒しやすい低性能のダミー発電セル200を設けてCO除去器104が発生する改質ガス中の一酸化炭素濃度を検知するセンサとして用い、当該ダミー発電セル200の出力電圧の低下で改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度の上昇を検知した場合、図2に図示したように、切替えバルブ201および切替えバルブ202の双方をバイパス路300側にそれぞれ経路設定して、発電セル105への改質ガス供給を遮断するので、発電セル105の発電セルの被毒を抑制することが可能になっている。   As described above, in the first embodiment, the low-performance dummy power generation cell 200 that is easily poisoned is provided between the CO remover 104 and the power generation cell 105, and one of the reformed gases generated in the CO remover 104 is provided. When a rise in the carbon monoxide concentration contained in the reformed gas is detected by a decrease in the output voltage of the dummy power generation cell 200 when used as a sensor for detecting the carbon oxide concentration, as shown in FIG. Since both of the switching valves 202 are routed to the bypass passage 300 side and the reformed gas supply to the power generation cell 105 is shut off, it is possible to suppress poisoning of the power generation cell of the power generation cell 105. .

B.変形例
上述した第1実施形態において、ダミー発電セル200が被毒した場合には、前述したように、切替えバルブ201および切替えバルブ202の双方をバイパス路300側にそれぞれ経路設定(図2参照)して、発電セル105への改質ガス供給を遮断する一方、ダミー発電セル200の発電性能を回復させる。ダミー発電セル200を復旧させるには、バルブV6を開放して空気ポンプP3から送出される空気をダミー発電セル200に充填させ、触媒上に付着した一酸化炭素を除去する回復処理を行う。この回復処理にはある程度の時間を必要とし、その間、発電セル105には改質ガスが供給されないままになるので、安定した発電動作が阻害される虞も生じる。
B. Modified Example In the above-described first embodiment, when the dummy power generation cell 200 is poisoned, as described above, both the switching valve 201 and the switching valve 202 are set on the bypass path 300 side (see FIG. 2). Thus, the reformed gas supply to the power generation cell 105 is shut off, while the power generation performance of the dummy power generation cell 200 is recovered. To restore the dummy power generation cell 200, the valve V6 is opened to fill the dummy power generation cell 200 with air sent from the air pump P3, and a recovery process is performed to remove carbon monoxide adhering to the catalyst. This recovery process requires a certain amount of time, and during that time, the reformed gas remains unsupplied to the power generation cell 105, which may impair stable power generation operation.

そこで、以下では、被毒したダミー発電セル200を回復させながらも発電動作を維持し得る変形例について説明する。図4は、第1実施形態の変形例による電源システムの要部構成を示すブロック図である。この図に示す変形例が図1及び図2に図示した第1実施形態と相違する点は、CO除去器104と発電セル105との間に、並列に配置されたダミー発電セル200−1〜200−3と、CO除去器104から送出される改質ガスを、ダミー発電セル200−1〜200−3のいずれかに供給する切替えバルブ203と、これらダミー発電セル200−1〜200−3から排出されるオフガスのいずれかを選択して次段へ出力する切替えバルブ204と、ダミー発電セル200−1〜200−3の各出力電圧に応じて切替えバルブ203,204の経路を切り替える制御部100とを有することにある。   Therefore, in the following, a modified example in which the power generation operation can be maintained while the poisoned dummy power generation cell 200 is recovered will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of a power supply system according to a modification of the first embodiment. The modification shown in this figure is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that dummy power generation cells 200-1 to 200-1 arranged in parallel between the CO remover 104 and the power generation cell 105. 200-3, a switching valve 203 that supplies the reformed gas sent from the CO remover 104 to any one of the dummy power generation cells 200-1 to 200-3, and these dummy power generation cells 200-1 to 200-3. The switching valve 204 that selects any one of the off-gases discharged from the gas and outputs it to the next stage, and the control unit that switches the paths of the switching valves 203 and 204 according to the output voltages of the dummy power generation cells 200-1 to 200-3 100.

上記構成において、例えばダミー発電セル200−1が改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇を検知して被毒した場合には、前述した第1実施形態におけるステップSA7(図3参照)と同様、CO除去器104に供給する空気量を調整して改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度を低下させながら、切替えバルブ203,204の各経路をそれぞれダミー発電セル200−2側に切り替える。これにより、ダミー発電セル200−2を一酸化炭素濃度検知センサとして用い、その間に被毒したダミー発電セル200−1の発電性能を回復させる。   In the above configuration, for example, when the dummy power generation cell 200-1 is poisoned by detecting an increase in the concentration of carbon monoxide in the reformed gas, as in step SA7 (see FIG. 3) in the first embodiment described above. Each path of the switching valves 203 and 204 is switched to the dummy power generation cell 200-2 side while adjusting the amount of air supplied to the CO remover 104 to reduce the concentration of carbon monoxide contained in the reformed gas. Thereby, dummy power generation cell 200-2 is used as a carbon monoxide concentration detection sensor, and the power generation performance of dummy power generation cell 200-1 poisoned during that time is recovered.

このように、複数のダミー発電セル200を並列配置しておき、これらの内で一酸化炭素濃度検知センサとして機能しているダミー発電セル200が被毒したら、被毒していない他のダミー発電セル200を新たに一酸化炭素濃度検知センサとして用いるように切り替え、被毒したダミー発電セル200の発電性能を回復させるようにすれば、被毒したダミー発電セル200を回復させながらも発電動作を維持することが可能になる。   In this way, if a plurality of dummy power generation cells 200 are arranged in parallel and the dummy power generation cell 200 functioning as a carbon monoxide concentration detection sensor is poisoned, other dummy power generations that are not poisoned. If the cell 200 is newly switched to be used as a carbon monoxide concentration detection sensor and the power generation performance of the poisoned dummy power generation cell 200 is restored, the power generation operation can be performed while the poisoned dummy power generation cell 200 is recovered. It becomes possible to maintain.

C.第2実施形態
(1)構成
図5は本発明に係る電源システムの第2実施形態の構成を示すブロック図である。この図に示す電源システムにおいて、図1に図示した第1実施形態と共通する構成要素には同一の番号を付し、その説明については省略する。図5に図示する電源システムが図1に図示した第1実施形態と相違する点は、蒸発器102への燃料供給量を計測する流量計F1と、CO除去器104への空気供給量を計測する流量計F4とを省略したことにある。
C. Second Embodiment (1) Configuration FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a power supply system according to a second embodiment of the present invention. In the power supply system shown in this figure, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1, and description thereof will be omitted. The power supply system shown in FIG. 5 is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the flow rate F1 for measuring the amount of fuel supplied to the evaporator 102 and the amount of air supplied to the CO remover 104 are measured. This is because the flow meter F4 is omitted.

改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇を招く要因として、CO除去器104への空気供給量が不適切である場合や、改質器103への燃料供給過多によるメタノール反応率が低下した場合、が知られている。その為に、上述の第1実施形態では、流量計F4によりCO除去器104への空気供給量を、流量計F1により蒸発器102への燃料供給量をそれぞれ監視するように構成されているが、第2実施形態では、これら流量計F1,F4を省略しながらも、ダミー発電セル200の出力電圧に基づき改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇を防止するシステム制御を行う。以下、第2実施形態によるシステム制御処理について図6を参照して説明する。   As a factor that causes an increase in the concentration of carbon monoxide in the reformed gas, when the air supply amount to the CO remover 104 is inappropriate, or when the methanol reaction rate decreases due to excessive fuel supply to the reformer 103, It has been known. Therefore, in the first embodiment described above, the air supply amount to the CO remover 104 is monitored by the flow meter F4, and the fuel supply amount to the evaporator 102 is monitored by the flow meter F1, respectively. In the second embodiment, system control for preventing an increase in the concentration of carbon monoxide in the reformed gas is performed based on the output voltage of the dummy power generation cell 200 while omitting these flow meters F1 and F4. The system control process according to the second embodiment will be described below with reference to FIG.

(2)動作
図6は、第2実施形態におけるシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。まず、システムが起動されと、制御部100は、図6に示すステップSB1に処理を進め、ダミー発電セル200の出力電圧に基づき、CO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇の有無を判断する。
(2) Operation FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the system control process in the second embodiment. First, when the system Ru is activated, the control unit 100 advances the process to Step SB1 shown in FIG. 6, on the basis of the output voltage of the dummy power generation cell 200, reformer supplied from the CO remover 104 in the dummy power generation cell 200 Determine if there is an increase in the concentration of carbon monoxide in the gas.

ここで、ダミー発電セル200の出力電圧が所定の規定値から低下せず、改質ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知しなければ(正常動作時)、上記ステップSB1の判断結果は「NO」となり、ステップSB2に進み、図5に図示する通り、切替えバルブ201を燃料供給路側に、切替えバルブ202を排出路側にそれぞれ経路設定して再び上記ステップSB1に処理を戻す。   Here, if the output voltage of the dummy power generation cell 200 does not decrease from the predetermined specified value and no increase in the carbon monoxide concentration in the reformed gas is detected (during normal operation), the determination result in step SB1 is “ The process proceeds to step SB2, and as shown in FIG. 5, the switching valve 201 is set on the fuel supply path side, the switching valve 202 is set on the discharge path side, and the process returns to step SB1 again.

一方、ダミー発電セル200の出力電圧が所定の規定値から低下して改質ガス中の一酸化炭素濃度上昇を検知すると(異常動作時)、上記ステップSB1の判断結果は「YES」になり、ステップSB3に進む。ステップSB3では、前述した第1実施形態と同様、図2に図示するように、切替えバルブ201および切替えバルブ202の双方をバイパス路300側にそれぞれ経路設定して、発電セル105への改質ガス供給を遮断する。これにより、発電セル105の発電セルの被毒を抑制することができる。   On the other hand, when the output voltage of the dummy power generation cell 200 decreases from a predetermined specified value and an increase in the concentration of carbon monoxide in the reformed gas is detected (during abnormal operation), the determination result in step SB1 is “YES”. Proceed to step SB3. In step SB3, as in the first embodiment described above, as shown in FIG. 2, both the switching valve 201 and the switching valve 202 are set on the bypass path 300 side, and the reformed gas to the power generation cell 105 is set. Shut off the supply. Thereby, poisoning of the power generation cell of the power generation cell 105 can be suppressed.

次いで、ステップSB4では、改質ユニット各部(蒸発器102、改質器103およびCO除去器104)の温度が正常範囲に収まっているか否かを判断する。蒸発器102、改質器103およびCO除去器104の温度の内、いずれかが正常範囲を逸脱している場合には、判断結果が「NO」となり、ステップSB5に進む。ステップSB5では、燃焼器106に供給する燃料および空気の量を調節する。
すなわち、改質ユニット各部のいずれかの温度が正常範囲以上となっていた場合には燃焼器106に供給する燃料および空気を減少又はカットするようにバルブV2及びバルブV3を調整し、一方、正常範囲以下の場合には燃焼器106に供給する燃料および空気を増量させるようにバルブV2及びバルブV3を調整する。そして、この後、上述のステップSB1に処理を戻す。
Next, in step SB4, it is determined whether or not the temperature of each part of the reforming unit (evaporator 102, reformer 103, and CO remover 104) is within a normal range. If any of the temperatures of the evaporator 102, the reformer 103, and the CO remover 104 is out of the normal range, the determination result is “NO”, and the process proceeds to Step SB5. In step SB5, the amount of fuel and air supplied to the combustor 106 is adjusted.
That is, when the temperature of any part of the reforming unit is above the normal range, the valve V2 and the valve V3 are adjusted so as to reduce or cut the fuel and air supplied to the combustor 106. When the value is below the range, the valve V2 and the valve V3 are adjusted so that the amount of fuel and air supplied to the combustor 106 is increased. Thereafter, the process returns to step SB1 described above.

これに対し、改質ユニット各部(蒸発器102、改質器103およびCO除去器104)の温度が正常範囲に収まっていれば、上記ステップSB4の判断結果は「YES」になり、ステップSB6に進む。ステップSB6では、CO除去器104への空気供給量を増加させるようバルブV4を調整する。つまり、改質ガス中の一酸化炭素濃度が上昇した時に、改質ユニット各部(蒸発器102、改質器103およびCO除去器104)の温度が正常範囲に収まっている場合には、CO除去器104に供給する空気量が不足していると考えられることから、CO除去器104への空気供給量を増加させるようバルブV4を調整する。   On the other hand, if the temperature of each part of the reforming unit (evaporator 102, reformer 103, and CO remover 104) is within the normal range, the determination result in step SB4 is “YES”, and step SB6 is performed. move on. In step SB6, the valve V4 is adjusted to increase the amount of air supplied to the CO remover 104. That is, when the carbon monoxide concentration in the reformed gas is increased, if the temperature of each part of the reforming unit (evaporator 102, reformer 103, and CO remover 104) is within the normal range, CO removal Since it is considered that the amount of air supplied to the vessel 104 is insufficient, the valve V4 is adjusted so as to increase the amount of air supplied to the CO remover 104.

続いて、ステップSB7では、ダミー発電セル200の出力電圧に基づき、CO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度が正常であるか否かを判断する。ここで、一酸化炭素濃度が正常であれば、判断結果は「YES」になり、上記ステップSB1に処理を戻す。
一方、一酸化炭素濃度が正常でないと、判断結果が「NO」となり、ステップSB8に進み、CO除去器104への空気供給量を元に戻すようバルブV4を調整する。そして、ステップSB9では、蒸発器102への燃料供給量を減らすようにバルブV1を調整する。
Subsequently, in step SB7, based on the output voltage of the dummy power generation cell 200, it is determined whether or not the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the dummy power generation cell 200 is normal. If the carbon monoxide concentration is normal, the determination result is “YES”, and the process returns to step SB1.
On the other hand, if the carbon monoxide concentration is not normal, the determination result is “NO”, the process proceeds to step SB8, and the valve V4 is adjusted so that the air supply amount to the CO remover 104 is restored. In step SB9, the valve V1 is adjusted to reduce the amount of fuel supplied to the evaporator 102.

次いで、ステップSB10では、ダミー発電セル200の出力電圧に基づき、CO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度が正常であるか否かを判断する。ここで、一酸化炭素濃度が正常であれば、判断結果は「YES」になり、上記ステップSB1に処理を戻す。
一方、一酸化炭素濃度が正常でないと、判断結果が「NO」となり、ステップSB11に進み、蒸発器102への燃料供給量を元に戻すようバルブV1を調整する。そして、ステップSB12では、CO除去器104への空気供給量および蒸発器102への燃料供給量を調節してもCO除去器104からダミー発電セル200に供給される改質ガス中の一酸化炭素濃度が上昇したことから、電源システムの何れかの部分の故障あるいはシステムエラーと見做して、システム全体を停止させるシステムシャットダウンを行うと同時にアラームを発生して本処理を終える。
Next, in step SB10, based on the output voltage of the dummy power generation cell 200, it is determined whether the carbon monoxide concentration in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the dummy power generation cell 200 is normal. If the carbon monoxide concentration is normal, the determination result is “YES”, and the process returns to step SB1.
On the other hand, if the carbon monoxide concentration is not normal, the determination result is “NO”, the process proceeds to step SB11, and the valve V1 is adjusted so that the fuel supply amount to the evaporator 102 is restored. In step SB12, carbon monoxide in the reformed gas supplied from the CO remover 104 to the dummy power generation cell 200 even if the air supply amount to the CO remover 104 and the fuel supply amount to the evaporator 102 are adjusted. Since the concentration has increased, it is regarded as a failure or system error in any part of the power supply system, and the system is shut down to stop the entire system. At the same time, an alarm is generated and the process is terminated.

このように、第2実施形態は、前述の第1実施形態と同様に、ダミー発電セル200の出力電圧の低下で改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度の上昇を検知した場合、切替えバルブ201および切替えバルブ202の双方をバイパス路300側にそれぞれ経路設定して、発電セル105への改質ガス供給を遮断するので、発電セル105の発電セルの被毒を抑制することが可能になる。   As described above, in the second embodiment, similarly to the above-described first embodiment, when the increase in the concentration of carbon monoxide contained in the reformed gas is detected due to the decrease in the output voltage of the dummy power generation cell 200, the switching valve 201 is used. Since both the switching valve 202 and the switching valve 202 are respectively set on the bypass path 300 side and the reformed gas supply to the power generation cell 105 is shut off, poisoning of the power generation cell of the power generation cell 105 can be suppressed.

加えて、ダミー発電セル200の出力電圧から改質ガスに含まれる一酸化炭素濃度が正常であるかどうかを判定し、正常でない場合にはCO除去器104への空気供給量を増やしたり、蒸発器102への燃料供給量を減らす処理を行って一酸化炭素濃度上昇を招く要因を除去するので、蒸発器102への燃料供給量を計測する流量計F1と、CO除去器104への空気供給量を計測する流量計F4とを省略することが出来、これにより、システムの小型化や低コスト化を図ることが可能になる。   In addition, it is determined whether or not the carbon monoxide concentration contained in the reformed gas is normal from the output voltage of the dummy power generation cell 200. If not, the amount of air supplied to the CO remover 104 is increased or evaporated. Since the process of reducing the fuel supply amount to the evaporator 102 is performed to remove the factor causing the increase in the concentration of carbon monoxide, the flow meter F1 for measuring the fuel supply amount to the evaporator 102 and the air supply to the CO remover 104 The flow meter F4 for measuring the amount can be omitted, which makes it possible to reduce the size and cost of the system.

なお、第2実施形態では、CO除去器104と発電セル105との間に1つのダミー発電セル200を備えた一例について言及したが、これに限らず、前述した第1実施形態の変形例と同様、CO除去器104と発電セル105との間に複数のダミー発電セル200を並列配置しておき、これらの内で一酸化炭素濃度検知センサとして機能しているダミー発電セル200が被毒したら、被毒していない他のダミー発電セル200を新たに一酸化炭素濃度検知センサとして用いるように切り替え、被毒したダミー発電セル200の発電性能を回復させるようにすれば、被毒したダミー発電セル200を回復させながらも発電動作を維持することが可能になる。   In the second embodiment, an example in which one dummy power generation cell 200 is provided between the CO remover 104 and the power generation cell 105 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the modification example of the first embodiment described above may be used. Similarly, when a plurality of dummy power generation cells 200 are arranged in parallel between the CO remover 104 and the power generation cell 105 and the dummy power generation cell 200 functioning as a carbon monoxide concentration detection sensor is poisoned, If the other dummy power generation cell 200 that is not poisoned is newly switched to be used as a carbon monoxide concentration detection sensor and the power generation performance of the poisoned dummy power generation cell 200 is restored, the poisoned dummy power generation cell 200 The power generation operation can be maintained while the cell 200 is recovered.

本発明に係る電源システムの第1実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the power supply system which concerns on this invention. 第1実施形態においてバイパス路側に経路設定した状態を示す図である。It is a figure which shows the state set to the bypass road side in 1st Embodiment. 第1実施形態によるシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the system control processing by 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the modification of 1st Embodiment. 本発明に係る電源システムの第2実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the power supply system which concerns on this invention. 第2実施形態によるシステム制御処理の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement of the system control process by 2nd Embodiment. 電源システムの従来の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of a conventional structure of a power supply system.

符号の説明Explanation of symbols

100 制御部
101 燃料タンク
102 蒸発器
103 改質器
104 CO除去器
105 発電セル
106 燃焼器
P1〜P3 ポンプ
V1〜V6 バルブ
F1〜F6 流量計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Control part 101 Fuel tank 102 Evaporator 103 Reformer 104 CO remover 105 Power generation cell 106 Combustor P1-P3 Pump V1-V6 Valve F1-F6 Flow meter

Claims (17)

発電用燃料を改質反応にて改質して得た改質ガスから有害成分を除去して発電用ガスを発生する化学反応部と、
前記発電用ガスが供給されて電力を発電する第1の発電手段と、
前記化学反応部と前記第1の発電手段との間に設けられ、前記発電用ガスが供給されて電力を発電する第2の発電手段と、
燃焼器と、
前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路と、
前記発電用ガスを前記燃焼器に迂回させる迂回路と、
前記発電用ガス中の前記有害成分の濃度にしたがって前記第2の発電手段による発電電力が規定値から低下した場合に、前記発電用ガスの供給を前記燃料供給路から前記迂回路へ切り替える制御手段と、
を具備することを特徴とする電源システム。
A chemical reaction section that generates a power generation gas by removing harmful components from the reformed gas obtained by reforming the power generation fuel through a reforming reaction;
First power generation means for generating power by being supplied with the power generation gas;
A second power generation means that is provided between the chemical reaction unit and the first power generation means, and is supplied with the power generation gas to generate electric power;
A combustor,
A fuel supply path for supplying the power generation gas to the first power generation means via the second power generation means;
A detour that bypasses the power generation gas to the combustor;
Control means for switching the supply of the power generation gas from the fuel supply path to the bypass when the power generated by the second power generation means is reduced from a specified value in accordance with the concentration of the harmful component in the power generation gas. When,
A power supply system comprising:
前記有害成分は一酸化炭素であり、前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下を検知することにより、前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知することを特徴とする請求項1記載の電源システム。   The harmful component is carbon monoxide, and an increase in the concentration of carbon monoxide in the power generation gas is detected by detecting a decrease from a specified value of power generated by the second power generation means. The power supply system according to claim 1. 前記第1の発電手段および第2の発電手段は、少なくとも、電解質膜の一方の面に形成された燃料極と他方の面に形成された空気極とを備え、前記燃料極に前記発電用ガスが供給されることを特徴とする請求項1又は2記載の電源システム。   The first power generation means and the second power generation means include at least a fuel electrode formed on one surface of the electrolyte membrane and an air electrode formed on the other surface, and the power generation gas is provided on the fuel electrode. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system is supplied. 前記第2の発電手段は前記第1の発電手段より小さい寸法に形成されていることを特徴とする請求項3記載の電源システム。   4. The power supply system according to claim 3, wherein the second power generation means is formed to have a size smaller than that of the first power generation means. 前記有害成分は一酸化炭素であり、前記第1の発電手段および第2の発電手段は、各々、前記電解質膜の一方の面に形成された第1の燃料極および第2の燃料極を備え、前記第2の燃料極は、前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度に対して、前記第1の燃料極より発電性能の低下が大きい触媒を備えることを特徴とする請求項3又は4記載の電源システム。   The harmful component is carbon monoxide, and the first power generation unit and the second power generation unit each include a first fuel electrode and a second fuel electrode formed on one surface of the electrolyte membrane. The said 2nd fuel electrode is equipped with the catalyst whose power generation performance fall is larger than the said 1st fuel electrode with respect to the carbon monoxide density | concentration in the said gas for electric power generation, The Claim 3 or 4 characterized by the above-mentioned. Power system. 前記第2の燃料極は、Pt/C触媒を備えることを特徴とする請求項5記載の電源システム。   The power supply system according to claim 5, wherein the second fuel electrode includes a Pt / C catalyst. 前記第2の燃料極における触媒は、前記第1の燃料極における触媒に対しPt担持量が少ないことを特徴とする請求項6記載の電源システム。   The power supply system according to claim 6, wherein the catalyst in the second fuel electrode has a smaller amount of Pt supported than the catalyst in the first fuel electrode. 前記電源システムは、前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇によって前記第2の燃料極が被毒した場合に、前記第2の発電手段に空気を供給する空気供給手段を具備することを特徴とする請求項5乃至7の何れか一項に記載の電源システム。   The power supply system includes air supply means for supplying air to the second power generation means when the second fuel electrode is poisoned due to an increase in the concentration of carbon monoxide in the power generation gas. The power supply system according to claim 5, wherein the power supply system is a power supply system. 前記制御手段は、前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路に設けられた第1の切替え弁と、前記第1の発電手段からのオフガスを排出する排出路に設けられた第2の切替え弁と、前記第1の切替え弁と前記第2の切替え弁の間に設けられた迂回路と、を備え、
前記迂回路と前記排出路とは前記第2の切替え弁を介して接続され、前記燃焼器は前記排出路と接続されており、
前記制御手段は、前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知されない場合には、前記第1の切替え弁を前記燃料供給路側に、前記第2の切替え弁を前記排出路にそれぞれ経路設定し、一方、前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知された場合には、前記第1の切替え弁を前記迂回路側に経路設定して前記第1の発電手段への前記発電用ガスの供給を遮断することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項記載の電源システム。
The control means includes: a first switching valve provided in a fuel supply path for supplying the power generation gas to the first power generation means via the second power generation means; and a first switching valve from the first power generation means. A second switching valve provided in a discharge path for discharging off-gas, and a bypass provided between the first switching valve and the second switching valve,
The detour and the discharge path are connected via the second switching valve, and the combustor is connected to the discharge path,
In the case where a decrease from the specified value of the generated power by the second power generation means is not detected, the control means sets the first switching valve to the fuel supply path side and the second switching valve to the discharge path. On the other hand, when a decrease in the generated power from the specified value by the second power generation means is detected, the first switching valve is routed to the detour side and the first switching valve is set. The power supply system according to any one of claims 1 to 8, wherein supply of the power generation gas to the power generation means is shut off.
前記電源システムは、前記第2の発電手段が複数並列に配置され、何れか一つの前記第2の発電手段に前記発電用ガスが供給され、当該第2の発電手段により前記発電用ガスに応じた発電電力の規定値からの低下が検知された場合、他の前記第2の発電手段に前記発電用ガスが供給されるように切り替える切替手段を具備することを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項記載の電源システム。   In the power supply system, a plurality of the second power generation means are arranged in parallel, the power generation gas is supplied to any one of the second power generation means, and the second power generation means responds to the power generation gas. 10. A switching means for switching so that the power generation gas is supplied to the other second power generation means when a decrease from the specified value of the generated power is detected. The power supply system according to any one of the above. 発電用燃料を改質して得た改質ガスから有害成分を除去して発電用ガスを発生する化学反応部と、前記発電用ガスにより電力を発電する第1の発電手段及び第2の発電手段と、を有する電源システムの制御方法において、
前記化学反応部と前記第1の発電手段との間に設けられた前記第2の発電手段に前記発電用ガスが供給されて、前記第2の発電手段が電力を発電するステップと、
前記第2の発電手段に供給された発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、
前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて前記発電用ガス中の前記有害成分の濃度にしたがって前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路から、前記発電用ガスを燃焼器に迂回させる迂回路へ切り替えるステップと、
を具備することを特徴とする電源システムの制御方法。
A chemical reaction unit that generates a power generation gas by removing harmful components from the reformed gas obtained by reforming the power generation fuel, and a first power generation unit and a second power generation unit that generate power using the power generation gas. A control method for a power supply system comprising:
The power generation gas is supplied to the second power generation means provided between the chemical reaction unit and the first power generation means, and the second power generation means generates power,
Detecting a change in generated power according to the power generation gas supplied to the second power generation means;
When a decrease in the generated power from the specified value by the second power generation means is detected in accordance with the concentration of the harmful component in the power generation gas in the step of detecting a change in power generation according to the power generation gas. And switching from a fuel supply path for supplying the power generation gas to the first power generation means via the second power generation means to a bypass for bypassing the power generation gas to a combustor;
A control method for a power supply system, comprising:
前記有害成分は一酸化炭素であり、発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップは、前記発電電力の規定値からの低下を検知することにより前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知することを特徴とする請求項11記載の電源システムの制御方法。 The harmful component is carbon monoxide, and the step of detecting a change in the generated power according to the power generation gas is performed by detecting a decrease from the specified value of the power generation power to detect the concentration of carbon monoxide in the power generation gas. 12. The method of controlling a power supply system according to claim 11, wherein an increase in the power is detected. 前記電源システムの制御方法は、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて前記発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記発電用ガス中の有害成分を低下させるように前記化学反応部における反応を制御するステップを具備することを特徴とする請求項11に記載の電源システムの制御方法。 The control method of the power supply system is configured to detect harmful components in the power generation gas when a decrease from a specified value of the power generation power is detected in the step of detecting a change in power generation power according to the power generation gas. The method of controlling a power supply system according to claim 11, further comprising a step of controlling a reaction in the chemical reaction unit so as to decrease. 前記化学反応部における反応を制御するステップは、
前記化学反応部の温度を制御するステップと、
前記化学反応部に供給する前記発電用燃料の量および空気量を制御するステップと、
を具備することを特徴とする請求項12又は13記載の電源システムの制御方法。
The step of controlling the reaction in the chemical reaction part includes:
Controlling the temperature of the chemical reaction section;
Controlling the amount of fuel for power generation and the amount of air supplied to the chemical reaction section;
14. The method of controlling a power supply system according to claim 12, further comprising:
前記電源システムの制御方法は、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて前記発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記発電電力の変化を検知する能力を回復させるステップを具備することを特徴とする請求項1乃至14の何れか一項に記載の電源システムの制御方法。 The control method of the power supply system is capable of detecting a change in the generated power when a decrease from the specified value of the generated power is detected in the step of detecting a change in the generated power according to the power generation gas. the method of the power supply system according to any one of claims 1 1 to 14, characterized by including the step of restoring. 発電用燃料を改質して得た改質ガスから有害成分を除去して発電用ガスを発生する化学反応部と、前記発電用ガスにより電力を発電する第1の発電手段及び第2の発電手段と、を有する電源システムの制御方法において、
前記化学反応部と前記第1の発電手段との間に設けられた前記第2の発電手段に、前記発電用ガスが供給されて、前記第2の発電手段が電力を発電するステップと、
前記第2の発電手段に供給された発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、
前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて、前記発電用ガス中の前記有害成分の濃度にしたがって前記第2の発電手段による発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記第2の発電手段を介して前記発電用ガスを前記第1の発電手段に供給する燃料供給路から、前記発電用ガスを燃焼器に迂回させる迂回路へ切り替えるステップと、
前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて、前記発電電力の規定値からの低下が検知された場合に、前記化学反応部の温度が適正であれば、当該化学反応部において前記有害成分の除去に用いる空気の供給量を増量するステップと、
前記化学反応部における空気の供給量を増量するステップにて、前記化学反応部に供給する空気量を増量させた後に、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、
前記化学反応部に供給する空気量を増量させた後に、発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップにて、前記発電電力の規定値からの低下を検知した場合、前記化学反応部における空気の供給量を増量するステップにおいて増量した空気の供給量を元に戻す一方、前記化学反応部に供給する前記発電用燃料の量を減量するステップと、
前記化学反応部に供給する前記発電用燃料の量を減量するステップにて前記化学反応部に供給する前記発電用燃料を減量させた後に、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップと、
を具備することを特徴とする電源システムの制御方法。
A chemical reaction unit that generates a power generation gas by removing harmful components from the reformed gas obtained by reforming the power generation fuel, and a first power generation unit and a second power generation unit that generate power using the power generation gas. A control method for a power supply system comprising:
Supplying the power generation gas to the second power generation means provided between the chemical reaction unit and the first power generation means, and the second power generation means generates electric power;
Detecting a change in generated power according to the power generation gas supplied to the second power generation means;
In the step of detecting the change in the generated power according to the power generation gas, a decrease from the specified value of the power generated by the second power generation means is detected according to the concentration of the harmful component in the power generation gas. A step of switching from a fuel supply path for supplying the power generation gas to the first power generation means via the second power generation means to a bypass for bypassing the power generation gas to a combustor;
In the step of detecting the change in generated power according to the power generation gas, if a decrease from the specified value of the generated power is detected, and if the temperature of the chemical reaction unit is appropriate, the chemical reaction unit Increasing the supply amount of air used to remove the harmful components in
In the step of increasing the supply amount of air in the chemical reaction section, after increasing the amount of air supplied to the chemical reaction section, detecting a change in generated power according to the power generation gas;
After increasing the amount of air supplied to the chemical reaction unit, in the step of detecting a change in the generated power according to the power generation gas, when detecting a decrease from the specified value of the generated power, the chemical reaction unit Returning the amount of air supplied in the step of increasing the amount of air in the step to reduce the amount of the fuel for power generation supplied to the chemical reaction section,
After the amount of the power generation fuel supplied to the chemical reaction unit is reduced in the step of reducing the amount of the power generation fuel supplied to the chemical reaction unit, a change in generated power corresponding to the power generation gas is detected. Steps,
A control method for a power supply system, comprising:
前記有害成分は一酸化炭素であり、前記発電用ガスに応じた発電電力の変化を検知するステップは、前記発電電力の規定値からの低下を検知することにより前記発電用ガス中の一酸化炭素濃度の上昇を検知することを特徴とする請求項16記載の電源システムの制御方法。   The harmful component is carbon monoxide, and the step of detecting the change in the generated power according to the power generation gas is performed by detecting a decrease from a specified value of the power generation power. 17. The method of controlling a power supply system according to claim 16, wherein an increase in concentration is detected.
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